אנטנה כיוונית תלת-להקת עכביש. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / אנטנות HF

הערות למאמר

הרעיון ליצור אנטנת HF כיוונית קלה וניידת עשויה מחוט ומתוחה בין מוטות זכוכית-פלסטיק טלסקופיים, אם כי לא חדשה, מושכת יותר ויותר את תשומת הלב של חובבי רדיו. מפעיל הגלים הקצרים הגרמני Cornelius Pohl (DF4SA) הציע אפשרות עיצוב שבה שלוש אנטנות תיל "ערוץ גל" ממוקמות על מסגרת אחת של ארבעה מוטות - שניים שלושה אלמנטים לטווחים של 20 ו-15 מטרים ואחד ארבעה אלמנטים לטווח של 10 מטר. לאנטנה, למרות הניידות והמשקל הנמוך שלה, מאפייני ביצועים טובים מאוד מבחינת כיווניות ודפוס קרינה. יש עניין רב באנטנת DF4SA, אז ברשות היוצר שלה אנו מספקים תיאור של העכביש.

מבוא. "עכביש" ("עכביש") היא אנטנה בגודל מלא, תלת פס, קלת משקל מאוד הבנויה ממוטות זכוכית-פלסטיק וחוט. המשקל הכולל של האנטנה הוא כ-5,5 ק"ג מה שהופך אותה לאידיאלית לשימוש בשטח. תצלום של האנטנה המורמת על תורן אלומיניום באורך עשרה מטרים מוצג באיור. 1.

כל תרנים טלסקופיים קלים והתקנים מסתובבים מאנטנות טלוויזיה מתאימים לאנטנה. עומסי הרוח על האנטנה קטנים. קל להרכיב ולהתקין על ידי אדם אחד. מידות האנטנה המקופלת והארוזה אינם עולים על 1,2 מ'. סקיצה פשוטה של ​​עיצובה (במאים ומחזירי אור באותו מישור) מוצגת באיור. 2.

מבחינת רווח (הגבר) G ויחס קרינה קדימה/אחורה (F/B), הספיידר אינו נחות מאנטנות אחרות בגודל מלא, כולל נייחות. הספק הקרינה המותר במצב רציף הוא 2 קילוואט. נתוני אנטנה בסיסיים מופיעים בטבלה 1.

המשימה העיקרית בעת התקנת אנטנה היא להעלות אותה לגובה המקסימלי האפשרי. אנטנות עם רווח קטן אפילו, מורמות לגובה רב, נותנות אות טוב יותר מאשר אנטנות בעלות רווח גדול, אך מותקנות בגובה נמוך. משקלו הנמוך של הספיידר מקל על ההרמה לגובה רב. הבחירה של מיקום ההתקנה האופטימלי היא גם פשוטה. האנטנה נוחה לשימוש בעת נסיעה, התקן אותה על ראשי ההרים מסביב, על איים, מגדלי טירות ומגדלורים, ואפילו על כל גג. אנטנה זו משתווה לטובה עם "אלומות" תלת-בנד כבדות קונבנציונליות.

הרכבת האנטנה פשוטה; העיצוב אינו משתמש באלמנטים מורכבים מיוחדים. היעדר הליך הגדרה הופך את האנטנה לנגישה למתחילים. עלות החומרים לייצור האנטנה נמוכה, ועדיין ניתן לחסוך בתורן ובמכשיר המסתובב.

פיתוח האנטנה הוקל על ידי היכרות עם הפתרון המקורי והאלגנטי של דיק בירד (G4ZU), שהציע את ה-"Bird Yagi" שלו - אנטנת "ערוץ גל" תלת-אלמנטים עם מכוון חוט ורפלקטור מכופף בצורת V. זה נקרא גם "חץ וקשת". עם זאת, לא היו תיאורים של עיצובים מרובי-רצועות בספרות, ולכן ה-DF4SA נאלץ לבצע פיתוח עצמאי. לאחר אינספור ניסיונות של הדמיית מחשב, סוף סוף הצלחנו להשיג אנטנה וירטואלית העונה על הדרישות.

נותרו בעיות מבניות ומכניות: האנטנה הייתה צריכה להיות קלה אך קשיחה, לספק הגנה מפני לחות ובעלת מאפיינים חשמליים שניתנים לחזרה, לא משנה כמה פעמים היא הורכבה ופורקה. ההרכבה לא צריכה להיות קשה ודורשת כלים מיוחדים. כל הדרישות הללו התקיימו, והמחבר נהנה לראות את האנטנה עמידה בקלות בסערה קשה כאשר היא פועלת מ-CTZEE במהלך תחרות CQ WW CW 2002.

עקרונות בסיסיים של בניית אנטנה. "עכביש" הוא ערוץ גלים לטווחים של 10, 15 ו-20 מטר. הוא נוצר על ידי שלוש אנטנות תיל המקוננות אחת בתוך השנייה, המתוחות על גבי פס רוחב משותף ("עכביש") העשוי מפיברגלס. אנטנות אלו בתורן מכילות שלושה אלמנטים לטווח 20 מטר, שלושה אלמנטים לטווח 15 מטר וארבעה אלמנטים לטווח 10 מטר.

האלמנט הפעיל של האנטנה מורכב משלושה דיפולים נפרדים לרצועות 20, 15 ו-10 מטר, המחוברים זה לזה רק בנקודת ההזנה. כתוצאה מכך, לא נעשה שימוש בסלילים או במעגלים ("מלכודות") בתכנון האנטנה. כדי לעבור מכבל קואקסיאלי לא מאוזן לדיפול סימטרי, נעשה שימוש במכשיר משרן פשוט ורחב פס שהוצע על ידי W2DU. זה הופך את מערכת החשמל לפשוטה ואמינה מאוד. אין צורך בקווי שלב או התקנים תואמים אחרים.

הסקיצה הכללית של האנטנה (מבט עליון) וממדי ההתקנה של האלמנטים (בסנטימטרים) מוצגים באיור. 3.

אורכי החוטים (בסנטימטרים) של רכיבי האנטנה הפסיביים מופיעים בטבלה 2.

יש לציין כי נתונים אלו תקפים רק כאשר האנטנה עשויה מחוט נחושת או מצופה נחושת בקוטר 1 מ"מ ללא בידוד. סוגים אחרים של חוטים, במיוחד מבודדים, ידרשו תיקון מסוים במידות האלמנטים, הקשור לשינוי במקדם הקיצור, אשר, בתורו, תלוי במהירות התפשטות הגלים לאורך החוט. ייתכן שיהיה צורך בתיקון גם בעת שימוש במבודדים בקצות חוטי האנטנה.

חשוב מאוד לשמור על הממדים המדויקים של האנטנה במהלך ייצורה. טעות של אפילו סנטימטר אחד (!) תוביל לשינוי בפרמטרים. מהאמור לעיל עולה שאין למתוח את חוטי האנטנה תחת עומס. עדיף להשתמש בחוט פלדה מצופה נחושת, נתונים עליהם ניתן למצוא ב-[1]. כאשר העותק הראשון של האנטנה היה עשוי מחוט נחושת רך רגיל עם בידוד אמייל, חלק מהאלמנטים נמתחו אפילו 10 ס"מ במהלך ההרכבה והפירוק של האנטנה, מה שגרם לתדרי התהודה "להיעלם" ולדפוס הקרינה להידרדר. יחס הקרינה קדימה/אחורה סבל במיוחד.

העיצוב של האלמנט הפעיל מוצג באיור. 4. הוא מורכב משלושה דיפולים, אשר חייבים להיות ממוקמים במישור אנכי, אך ורק אחד מעל השני. כמו בדיפולים מרובי פס אחרים, ככל שהם ממוקמים יותר זה מזה, כך יש להם פחות אינטראקציה.

המרחק בין הדיפול העליון של 20 מטר לדיפול התחתון של 10 מטר צריך להיות כ-50 ס"מ. כמו כן, חשוב שהדיפול של 10 מטר יורחב לפחות כמה סנטימטרים מצינור התמיכה של פיברגלס. אחרת, ה-SWR עשוי להשתנות מעט כאשר מוט הפיברגלס נרטב מגשם. אורכי הדיפולים (בסנטימטרים) מופיעים בטבלה 3.

מכשיר האיזון ("balun") יכול להיות פשוט מאוד, שכן עכבת הכניסה של האנטנה בנקודות ההזנה כבר קרובה ל-50 אוהם. לכן, אין צורך בהתאמת התנגדות. כל מה שאתה צריך לעשות הוא לעבור מכבל מתח קואקסיאלי בעל קצה אחד לאנטנה מאוזנת. לכן, במקום אותו שנאי טורואיד, התברר שניתן להשתמש במשנק פשוט עשוי כבל קואקסיאלי באנטנה זו.

הגרסה הפשוטה ביותר של משרן כבל קואקסיאלי היא סליל של מספר סיבובים (5...10) ישירות ליד נקודת החשמל. עם זאת, פעולתו של משנק כזה תלויה מאוד בתדירות, בסוג הכבל עצמו, בקוטר ובאורך של הסליל. בעיה נוספת מתעוררת אם קוטר הפיתול קטן מהמותר עבור סוג כבל נתון - עם הזמן, הפרמטרים של הכבל מתדרדרים.

פתרון הרבה יותר טוב הוא להשתמש במשנק קואקסיאלי, כפי שמתואר על ידי W2DU [2]. אתה צריך לקחת חתיכת כבל קואקסיאלי דק ולשים כמה (מ 16 עד 50, תלוי בסוג) טבעות פריט על הבידוד החיצוני שלה, אשר למעשה להגדיל את העכבה עבור זרמים הזורמים לאורך המשטח החיצוני של הצמה. כתוצאה מכך, זרמים אלה מופחתים באופן משמעותי. אם אתה משתמש בחתיכת כבל עם בידוד פלואורפלסטי (טפלון), אז הכוח המותר המסופק לאנטנה יכול להגיע לשני קילוואט.

חתיכת כבל שעליה מונחות טבעות פריט מונחות בקופסה אטומה למים העשויה מפרופיל פלסטיק בצורת קופסה עם מכסה. מחבר כבל סטנדרטי מסוג S0239 מותקן בקצה אחד של הקופסה, ושני ברגים לחיבור חצאי האלמנט הפעיל מורכבים בקצה השני. העיצוב של הבלאון עם הכיסוי המוסר מוצג באיור. 5.

המכשיר מבצע גם פונקציה נוספת: מחובר לתורן, הוא מרים את נקודת החשמל של האלמנט הפעיל מעל החיבור המרכזי של אלמנטי הפיברגלס הנושאים.

עיצוב אנטנה. הבסיס שלו הוא החיבור המרכזי המוצג באיור. 6.

הוא עשוי משתי לוחות מרובעים של יריעת דוראלומין וארבעה חלקי צינורות (איור 7), שאליהם מוכנסים אלמנטים מפיברגלס נושאי עומס.

הצינורות מהודקים בין הפלטות באמצעות שמונה ברגים, חורים מוארכים בצלחות מאפשרים להתאים את החיבור לקוטר תורן מסוים, שיכול להיות בין 30 ל-60 מ"מ. החיבור מחובר בנוסף בקשיחות לתורן עם חתיכת פרופיל דוראלומין בצורת U (הוא מחובר עם שני ברגים לצלחת העליונה) ומהדק בצורת U עם אומים. עיצוב היחידה המרכזית מבטיח שמרכז הכובד של האנטנה ממוקם בדיוק לאורך ציר התורן, מה שמפחית את העומס על התורן והמכשיר המסתובב.

אלמנטי פיברגלס נושאי עומס, באורך 5 מ', הם החלקים התחתונים של מוטות פיברגלס באורך תשעה מטרים. כדי להקנות קשיחות לכל המבנה התומך, נעשה שימוש בסדרת חוטי ברזל העשויים ממיתרי קוולר בקוטר 1,5 מ"מ - שיטה ידועה עוד מימי שייטת השייט. המיתר יכול לעמוד בחוזק מתיחה של עד 150 ק"ג. Kevlar טוב מכיוון שהוא כמעט ולא נמתח, והאנטנה שומרת על צורתה במהלך סיבוב ותחת עומסי רוח משמעותיים. התצורה של חוטי הבחור מוצגת באיור. 8. להצמדתם מומלץ להשתמש בקשרי מפרש שמחזיקים היטב את העומס וניתנים להתירם בקלות בעת פירוק האנטנה.

לאחר הרכבת המבנה התומך, אלמנטי חוט מחוברים אליו בקלות ובמהירות. במקומות שבהם הם מתכופפים, כמו גם בקצוות, מניחים חתיכות קצרות של צינורות בידוד מפלסטיק על האלמנטים.

תוצאות ונתונים טכניים. האנטנה הועלתה על תורן של עשרה מטרים בשטח פתוח, והפרמטרים שלה נמדדו בקפידה. התברר כי חוטי הפלדה מצופים נחושת בקוטר 1 מ"מ המשמשים אינם דורשים הכנסת גורם קיצור, וניתן להשתמש בנתונים המתקבלים מידול ממוחשב ישירות בייצור האנטנה. עוד התברר כי מבודדים בקצוות החוטים (צינורות פוליאמיד באורך 4 ס"מ, מלאים בשרף אפוקסי) משפיעים באופן ניכר על תדר התהודה של האלמנטים, ומורידים אותה בכ-100...200 קילו-הרץ. יש לקחת בחשבון השפעה זו על ידי קיצור החוטים בהתאם.

תוצאות מדידות ההגבר והיחס בין קרינה קדימה/אחורה וקדימה/צדדית ניתנות בטבלה 4. ערכי ההגבר ניתנים ביחס לפולט איזוטרופי, ובסוגריים - ביחס לדיפול. הערכים המתקבלים זהים בקירוב לאנטנה תלת-פס מודרנית טיפוסית עם אורך אלומת נושא (בום) של 6...7 מ'.

ערכי יחס הקרינה קדימה/צדדיים קטנים במקצת, בשל העובדה שהאלמנטים הפעילים אינם נמצאים באותו מישור אופקי כמו אלה הפסיביים. עם זאת, יש בכך גם יתרון מסוים: בחיפוש לפי טווח, המפעיל, למרות שהוא חלש, שומע אותות המגיעים מכיוונים אחרים.

כדוגמה באיור. איור 9a מציג את דפוסי קרינת האנטנה בתדר של 14,12 מגה-הרץ במישורים האזימוטליים והאנכיים, המחושבים באמצעות תוכנית המודלים של אנטנות NEC. החישוב נעשה עבור גובה התקנת אנטנה של 10 מ' מעל פני כדור הארץ. באיור. איור 9b מציג דפוסי קרינה דומים בעת התקנת האנטנה בגובה של 20 מ' גרפים באיור. איור 9c מציג את התלות של ההגבר ויחס הקרינה קדימה/אחורה בתדר.

(לחץ להגדלה)

במהלך עבודת שטח במשלחות שונות, "עכביש" הצדיקה במלואה את התקוות שתלו בו.

מידע נוסף על האנטנה ותיאור מפורט של טכנולוגיית הייצור שלה ניתן למצוא באתר DF4SA [3]. כמה דיונים שימושיים על העיצוב, כמו גם תרגומים של התיאור לשפות אחרות, זמינים באתר [4]. האנטנה עוצבה גם באמצעות תוכנית מודל האנטנות MMANA. התוצאות שהתקבלו שונות מעט מאלה שניתנו לעיל.

ספרות

1. dx-wire.de.
2. Walter M. M., W2DU QST, 1983, מס' 3.
3. qsl.net/df4sa/index_spider.htm.
4. groups.yahoo.com/group/spiderbeam

ראה מאמרים אחרים סעיף אנטנות HF.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון גמל חדש 26.04.2001 בדיונות החול של מחוז שינג'יאנג הסיני, התגלה זן חדש של גמל דו-דבשתי, המאופיין ביכולת לשתות מי מלח. ניתוח DNA של המין החדש, שבוצע על ידי גנטיקאים סינים ודרום אפריקאים, הראה שהוא שונה מגמלים אחרים בשלושה אחוזים מהגנום שלו. הבדלים חיצוניים מהבקטרים ​​הרגילים הם גיבשות קטנות יותר ומרווחות יותר. נמצאו ארבעה עדרים, בסך הכל כאלף בעלי חיים. השלטונות הסיניים מארגנים כעת שמורה בשטח כולל של 150 קמ"ר כדי להגן על המין החדש. מאמינים שבאמצעות הנדסה גנטית ניתן יהיה להעביר גנים לגמלים ביתיים רגילים המאפשרים לחיות אלו לחיות על מי מלח.

עוד חדשות מעניינות:

▪ שתיית אלכוהול גורמת לך להרגיש רעב

▪ מל"טים של המשטרה יתחמשו

▪ טלפון ישן: מתחמם לאחר השימוש

▪ עבודה בלילה מסוכנת לבריאות

▪ רובוט ארץ

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ נוריות של סעיף האתר. בחירת מאמרים

▪ מאמר אחרון המוהיקנים. ביטוי עממי

▪ מאמר מה היה התפקיד של ארבעת השחקנים שמתו ממחלות הקשורות לעישון? תשובה מפורטת

▪ מאמר Putorana Plateau. נס טבע

▪ מאמר מי Javel כחומר הלבנה. מתכונים וטיפים פשוטים

▪ מאמר Scheme, pinout (pinout) כבל Nokia 3210 (MBUS). אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר

www.diagram.com.ua
2000-2024